本发明公开了一种多元金属氧化物纳米粒子的制备方法，采用原子转移自由基聚合法制备环糊精嵌段聚合物分子刷，利用环糊精内侧嵌段聚合物为模板吸附多元金属氧化物前驱体，外侧嵌段聚合物为隔离剂，经煅烧工艺制备单分散、形貌规整、尺寸可控和组分可调的多元金属氧化物纳米粒子。本发明制得的多元金属氧化物纳米粒子具有粒径可控、尺寸均匀、组分可调的特点，可应用于催化、精细陶瓷、储能器件、磁性材料、荧光材料、传感器、吸波材料、生物医药、吸附与分离等领域。